و الليباز تشكل عائلة كبيرة من الإنزيمات القادرة على تحفيز التحلل من السندات استر تظهر في ركائز مثل الدهون الثلاثية، الدهون الفوسفاتية، استرات الكوليسترول في الدم وبعض الفيتامينات.
هم موجودون في جميع ممالك الحياة تقريبًا ، سواء في الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والخمائر ، وكذلك في النباتات والحيوانات ؛ في كل نوع من الكائنات الحية ، هذه الإنزيمات لها خصائص وخصائص خاصة تميزها عن بعضها البعض.
تمثيل رسومي للتركيب الجزيئي للليباز (المصدر: جواهر سواميناثان وموظفو MSD في المعهد الأوروبي للمعلومات الحيوية عبر ويكيميديا كومنز)
اعتمادًا على نوع التصنيف ، يمكن التمييز بين الليباز "الحقيقي" ، والمعروف أيضًا باسم الليباز ثلاثي الجلسرين ، والإنزيمات الأخرى ذات النشاط المذيب للدهون مثل الفوسفوليباسات ، واسترات الستيرول ، واسترات الريتينيل بالميتات.
كان أول تقرير منشور عن تسلسل إنزيم الليباز هو تقرير De Caro وزملاؤه في عام 1981 ، الذين درسوا ليباز البنكرياس ثلاثي الجلسرين من الخنازير. أظهرت الدراسات اللاحقة وجود العديد من الليباز الجهازي في الكائنات الحية.
إن أهم الليباز في الحيوانات هي الليباز الهضمي التي ينتجها البنكرياس والكبد ، والتي تشارك في عملية التمثيل الغذائي للدهون التي يتم تناولها في النظام الغذائي بانتظام ، وبالتالي لها آثار فسيولوجية مهمة من وجهات نظر مختلفة.
في الوقت الحالي ، لا تتم دراسة هذه الإنزيمات للأغراض السريرية و / أو الأيضية فحسب ، بل يتم إنتاجها أيضًا صناعيًا للأغراض التجارية لمعالجة الأغذية والمنتجات الأخرى ، ويمكن الحصول عليها من زراعة الكائنات الدقيقة الخاصة.
مميزات
الليباز عبارة عن بروتينات قابلة للذوبان في الماء وتحفز تفاعلات التحلل المائي على ركائز غير قابلة للذوبان. توجد في الطبيعة في توازن بين شكلها النشط وشكلها غير النشط ويعتمد التنشيط أو التعطيل على عوامل خلوية داخلية مختلفة.
وهي تنتمي إلى الفصيلة الفائقة من إنزيمات hydrolase مع طيات α / ، حيث يتم أيضًا تصنيف الإستراتز و thioesterases وبعض البروتياز والبيروكسيديز و dehalogenases وغيرها من hydrolase داخل الخلايا.
يتم ترميز الليباز بواسطة جينات تنتمي إلى عائلة تشتمل على جينات ترميز ليباز البنكرياس وليباز الكبد وليباز البروتين الدهني وليباز بطاني وفوسفاتيديل سيرين فسفوليباز A1.
آلية التحفيز
يقترح بعض المؤلفين أن شكل التحفيز الذي تمتلكه هذه الإنزيمات يماثل شكل سيرين بروتياز ، والذي يرتبط بوجود ثلاث بقايا أحماض أمينية خاصة في الموقع النشط.
تتضمن آلية التحلل المائي تكوين مركب الركيزة الإنزيمية (الليباز: الدهون الثلاثية) ، ثم تكوين مادة وسيطة نصفي ، ثم إطلاق دياسيل جليسريد وحمض دهني.
تحدث الخطوة الأخيرة في التحلل المائي ، وهي إطلاق الحمض الدهني من الموقع النشط ، من خلال نمط يُعرف باسم نموذج "المنجنيق" ، مما يعني أنه بعد الانقسام أو تفكك رابطة الإستر ، يتم طرد الحمض الدهني بسرعة من الموقع. المحفز.
خصوصية الركيزة
يمكن أن تكون الليباز محددة وتميز بين ركائز مثل الدهون الثلاثية ، و diacylglycerides ، و monoglycerides ، و phospholipids. بعضها محدد من حيث الأحماض الدهنية ، أي فيما يتعلق بطولها ودرجة تشبعها ، إلخ.
يمكن أن تكون أيضًا انتقائية من حيث المنطقة التي تحفز فيها التحلل المائي ، وهذا يعني أنه يمكن أن يكون لها خصوصية موضعية فيما يتعلق بالموقع الذي ترتبط به جزيئات الأحماض الدهنية بالعمود الفقري للجليسرول (في أي من الكربونات الثلاثة).
بناء
مثل الأعضاء الآخرين في عائلة الإنزيمات التي ينتمون إليها ، تتميز الليباز بطوبولوجيا مكونة من α-helices وأوراق مطوية β. يتكون الموقع التحفيزي لهذه الإنزيمات عمومًا من ثالوث من الأحماض الأمينية: حمض السيرين ، وحمض الأسبارتيك أو الجلوتاميك ، والهيستيدين.
معظم الليباز عبارة عن بروتينات سكرية ، اعتمادًا على حجم جزء الكربوهيدرات ، يتراوح وزنها الجزيئي بين 50 و 70 كيلو دالتون.
الليباز البنكرياس البشري
يحتوي على 449 من مخلفات الأحماض الأمينية ومجالان منفصلان: طرف N واحد ، حيث تم العثور على الموقع التحفيزي والطي المميز للهيدروليسات (α / β) ، وطرف C آخر ، أصغر حجمًا ويعتبر "مساعدًا" ، مع هيكل يسمى "β- ساندويتش".
يتراوح وزنه الجزيئي بين 45 و 53 كيلو دالتون ويكون نشاطه التحفيزي أعلى عند درجات حرارة قريبة من 37 درجة مئوية وعند الأس الهيدروجيني بين 6 و 10.
المميزات
اعتمادًا على العضو الذي توجد فيه في الثدييات ، على سبيل المثال ، تتمتع الليباز بوظائف فسيولوجية مختلفة إلى حد ما.
كما ذكرنا ، هناك ليباز محدد في البنكرياس والكبد والمبيض والغدد الكظرية (في الكلى) والأنسجة البطانية.
الليباز الكبدية هي المسؤولة عن استقلاب جزيئات البروتين الدهني ، وهي معقدات تتكون من الدهون والبروتينات التي تعمل بشكل رئيسي في نقل الدهون الثلاثية والكوليسترول بين الأعضاء والأنسجة.
على وجه التحديد ، تشارك الليباز في التحلل المائي أو إطلاق الأحماض الدهنية من جزيئات الدهون الثلاثية الموجودة في البروتينات الدهنية. هذا ضروري لاستخراج الطاقة من هذه الجزيئات أو لإعادة تدويرها ، واستخدامها كسلائف في تخليق المركبات الأخرى.
توجد الليباز البطاني في الكبد والرئتين والغدة الدرقية والأعضاء التناسلية ، ويتم تنظيم التعبير عن جيناتها بواسطة السيتوكينات المختلفة. تشارك هذه الإنزيمات أيضًا في استقلاب البروتين الدهني.
الوظائف الصناعية
في صناعة منتجات الألبان الغذائية ، يعد استخدام الليباز شائعًا لتحليل الدهون الموجودة في الحليب ، مما يؤثر بشكل مباشر على "تحسين" النكهة في الجبن والكريمات ومنتجات الألبان الأخرى.
كما أنها تستخدم في تصنيع المنتجات الغذائية الأخرى ، وخاصة أثناء التخمير ، من أجل تحسين طعم و "قابلية الهضم" لبعض الأطعمة المصنعة صناعياً.
بعيدًا عن صناعة المواد الغذائية ، فإن استخدام الليباز من أصل جرثومي شائع في صياغة المنظفات ومواد التنظيف العامة ، مما يقلل من الآثار الضارة على البيئة التي يحملها الحمل الكيميائي الهائل الموجود في منتجات التنظيف التقليدية.
المراجع
- لوي ، مي (2002). الليباز ثلاثي الجليسريد في البنكرياس. مجلة أبحاث الدهون ، 43 ، 2007-2016.
- Mead ، JR ، Irvine ، SA ، & Ramji ، DP (2002). ليباز البروتين الدهني: الهيكل والوظيفة والتنظيم والدور في المرض. جيه مول. متوسط ، 80 ، 753-769.
- بيريت ، بي ، مابيل ، إل ، مارتينيز ، إل ، تيرسي ، إف ، بارباراس ، آر ، وكوليت ، إكس (2002). الليباز الكبدي: علاقة التركيب / الوظيفة ، التوليف ، والتنظيم. مجلة أبحاث الدهون ، 43 ، 1163-1169.
- سانتامارينا فوجو ، س ، غونزاليس نافارو ، إتش ، فريمان ، إل ، واغنر ، إي ، سانتامارينا فوجو ، إس ، جونزا ، إتش ،… نونج ، زي (2004). الليباز الكبدي ، استقلاب البروتين الدهني ، وتصلب الشرايين. تصلب الشرايين والتخثر وبيولوجيا الأوعية الدموية ، 24 ، 1750-1754.
- تايلور ، ب. ، كورتوفيتش ، آي ، مارشال ، إس إن ، تشاو ، إكس ، سيمبسون ، بي كيه ، كورتوفيتش ، آي ،… تشاو ، شين (2012). Lipases من الثدييات والأسماك. مراجعات في علوم مصايد الأسماك ، 29 ، 37-41.